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技術(shù)資訊

熱阻Rth定義及影響因素

 影響因素:
  1、 與LED芯片本身的結(jié)構(gòu)與材料有關(guān)。
  2、 與LED芯片粘結(jié)所用的材料的導(dǎo)熱性能及粘結(jié)時(shí)的質(zhì)量有關(guān),是用導(dǎo)熱性能很好的膠,還是用絕緣導(dǎo)熱的膠,還是用金屬直接連接。
  3、 熱沉是用什么材料制成的?是用導(dǎo)熱很好的銅,還是鋁,而且與銅、鋁的散熱面積大小也有直接的關(guān)系。
  4、 選用一定的材料與控制相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié),就可以降低LED的熱阻,從而提高LED的壽命與工作效能。

  熱阻測(cè)試:
  根據(jù)LED芯片pn結(jié)溫度升高10℃,波長(zhǎng)會(huì)漂移1~2nm,或當(dāng)pn結(jié)溫度升高10℃時(shí),光強(qiáng)會(huì)下降1%,按照這種規(guī)律可測(cè)出pn結(jié)溫度上升了多少度。

  中國(guó)電子科技集團(tuán)第十三研究所制造聽NC2992型半導(dǎo)體器件可靠性分析儀,可用于測(cè)試熱阻。這種儀器的工作原理是,利用半導(dǎo)體器件在恒定電流下LED的正向電壓與溫度具有很好的線性關(guān)系(測(cè)試布線圖參見圖1)。輸入電壓隨溫度的變化關(guān)系可近似為下列公式:

  • VT j=VT o +K(Tj-To) (1)

  式中,VT j、VT o分別是Tj和To時(shí)的輸入電壓;K是熱敏溫度系數(shù),它與芯片襯底材料、芯片結(jié)構(gòu)、封裝結(jié)構(gòu)、發(fā)光波長(zhǎng)等都有關(guān)系。熱阻是沿?zé)崃魍ǖ郎系臏囟炔钆c通道上耗散的功率之比,對(duì)于LED來說,熱阻一般是指從LED芯征pn結(jié)到熱沉上的熱阻,

  熱阻計(jì)算公式可表示為:
  • Rt h =( Tj-Tx)/P (2)
  • 式中,Tj為施加大小為P的加熱功率脈沖后測(cè)得的LED結(jié)溫;Tx為熱沉鋁基板上的溫度。

  根據(jù)圖1,對(duì)被測(cè)LED施加一定的加熱功率脈沖(恒流IH),被測(cè)LED的pn結(jié)發(fā)熱。比較恒流脈沖施加前后,在恒流IM偏置下所測(cè)的電壓變化量。在測(cè)試前被測(cè)LED結(jié)溫與熱沉溫度相同的前提下,由溫度檢測(cè)裝置測(cè)得熱沉溫度,從而得到被測(cè)LED的初始結(jié)溫。

  • 由于在正向電流IM下,pn結(jié)溫升與其正向電壓變化成線性關(guān)系,因此相關(guān)系數(shù)K為器件的熱敏溫度系數(shù)(mV/℃)。通過此熱敏溫度系數(shù),在恒定的偏置電流IM下,可將功率恒流脈沖施加前后的結(jié)電壓變化量ΔVF換算為相應(yīng)的結(jié)溫變化量??蓪⑹?1)和式(2)改寫為式(3):

  • Rth =ΔVF/K•P (3)
  • 如圖1所示,首先轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“1”,則被測(cè)LED注入恒定電流IM,測(cè)得其正向電壓VF1。然后開關(guān)切換到“2”,給被測(cè)LED注入恒定電流IH,使其結(jié)溫升高。在一定時(shí)間之后,開關(guān)再次切換至“1”,在IM下測(cè)得LED的正向電壓VF2。最后就可以計(jì)算出熱阻。

發(fā)布時(shí)間:2013-01-15 12:52:25
 
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